高中生物人教版选修蛋白质工程的崛起《蛋白质工程的崛起》部优课件

1、1.4 蛋白质工程的崛起西安市第三中学 李月明人干扰素作用：抗病毒、抑制细胞增殖、调节免疫、抗肿瘤等。来源：白细胞。烟草细胞人干扰素基因导入人干扰素烟草传统生产干扰素的方法：从人血液中的白细胞内提取。问题：产量及其有限。基因工程解决方法：活动一：探索天然干扰素的改造1、问题：2、目标：1、前提：3、方案：天然干扰素在体外难以保存延长干扰素保存时间改造干扰素结构：一级结构/空间结构了解干扰素结构及其与功能的关系方案设计操作验证2、实验：改造干扰素检验效果长乐坊大学博士身份系伪造，且涉嫌学术造假 近日，长乐坊大学博士邓某被指“学术”和“身份”造假的消息引起人们关注。真相到底如何？邓某和学校方面如何

2、回应此事？有关各方如何看待此事？记者对此进行了采访和调查。 学术质疑 邓某在尊德学报上发表的文章对干扰素进行改造，使其体外保存时间延长至两年，该文章涉嫌编造实验过程，伪造实验数据。 身份造假 改造干扰素的实验思路（ ） 实施改造的实验方法和技术（ ）真假问题：到底该如何实现对干扰素结构的改造呢？思路：设计干扰素的结构新的mRNA新的干扰素基因技术：活动二：干扰素的改造思路和方法预期干扰素功能推测推测方法：转录翻译DNA定点突变技术等基因修饰基因合成用DNA合成仪进行化学合成实现前提：了解干扰素结构和功能之间的关系。生产实践环节活动三：实现新型干扰素的大量生产问题：成功获得新的干扰素基因后，最终

3、如何实现新型干扰素的大量生产？方案：新的干扰素基因+ 基因的运载体基因工程利用转基因生物生产新型干扰素功效检验应用：5、干扰素改造成功后，如何实现大量生产？1、为什么要对干扰素进行改造？2、要开展这项工作的前提/基础是什么？4、实现干扰素改造的关键操作是？提 示活动四：总结成功改造干扰素的流程3、改造干扰素的思路和原理是？蛋白质工程 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类生产生活的需求。关系蛋白质工程的实例胰岛素的改造历程第一代胰岛素：动物胰岛素提取量少，免疫原性高第二代胰岛素：转基因人胰岛素

4、起效时间、峰值时间、作用持续时间不理想第三代胰岛素：速效胰岛素类似物、长效胰岛素类似物 速效胰岛素：利用基因工程技术，改变： （1）胰岛素肽链上某些部位的氨基酸组合； （2）改变等电点；（3）增加六聚体强度； （4）以钴离子替代锌离子； （5）在分子中增加脂肪酸链； （6）加大与白蛋白的结合。理化和生物学特征改变更适合人体生理需要的胰岛素类似物。胰岛素一级结构胰岛素空间结构蛋白质工程的进展和前景蛋白质工程存在的问题：人们对许多蛋白质的高级结构的了解还很不够。 课下查阅“蛋白质组计划”，了解这项工作的主要内容和进展小组汇总小组可展示成果。 课下梳理蛋白质工程成功的案例及原理小组汇总小组可展示成果

5、。1、蛋白质工程中直接需要进行操作的对象是 氨基酸结构 B蛋白质空间结构 C肽链结构 D基因结构 2、将富含赖氨酸的蛋白质编码基因导入玉米细胞，可以提高玉米中的赖氨酸含量；更换赖氨酸形成过程中的天冬氨酸激酶和二氢吡啶二羧酸合成酶的个别氨基酸，使两种酶的活性提高，也可以提高玉米中的赖氨酸含量。以上两种技术分别属于 A.基因工程、基因工程B.蛋白质工程、蛋白质工程 C.基因工程、蛋白质工程D.蛋白质工程、基因工程C3、判断正误（1）基因工程需对基因进行分子水平操作，蛋白质工程不需对基因进行操作（ ）（2）基因工程是分子水平操作，蛋白质工程是细胞水平（或性状水平）操作（ ）（3）蛋白质工程能定向改造

6、蛋白质分子的结构，产生自然界中不曾存在的新型蛋白质分子（ ）（4）蛋白质工程是在分子水平上对蛋白质分子直接进行操作，定向改变分子的结构（ ）（5）蛋白质工程的操作起点是从预期的蛋白质功能出发，设计出相应的基因，并借助基因工程实现（ ）课后作业2、查阅“蛋白质组计划”，了解这项工作的主要内容和进展。1、梳理基因工程和蛋白质工程的区别与联系。（必做）3、梳理蛋白质工程成功的案例及原理海报海报谢谢观看！蛋白质的四级结构天然干扰素 改造后的干扰素 TAAACAAUUUGU异亮氨酸半胱氨酸 定点突变可以向目的DNA片段中引入碱基的添加、删除、点突变等变化，能迅速、高效的提高DNA所表达的目的蛋白的性状及表征。项目基因工程蛋白质工程操作起点操作核心过程目标结果联系获取目的基因预期的蛋白质功能构建基因表达载体基因修饰/合成获取目的基因构建表达载体导入受体细胞目的基因的检测与表达预期蛋白质功能设计蛋白质结构根据氨基酸序列推测核苷酸序列基因修饰/合成